電動(dòng)與氫燃料重卡的突圍進(jìn)階之路

　　在“雙碳”目標(biāo)縱深推進(jìn)的當(dāng)下，商用車領(lǐng)域正成為交通運(yùn)輸業(yè)減碳攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場。中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《商用車碳中和技術(shù)路線圖1.0》研究數(shù)據(jù)顯示，保有量占汽車總量僅12％的商用車，貢獻(xiàn)了道路交通超55％的碳排放，其中日均運(yùn)距超500公里的中長途貨運(yùn)場景，雖車輛保有量不足商用車總量的10％，碳排放占比卻高達(dá)50％左右，是減碳攻堅(jiān)戰(zhàn)中的“關(guān)鍵一役”。

　　中長途運(yùn)輸場景的獨(dú)特難題

　　以重卡為主導(dǎo)的中長途運(yùn)輸場景，因長運(yùn)距、重載荷、高時(shí)效等要求，長期被視為新能源技術(shù)應(yīng)用的深水區(qū)。盡管新能源重卡市場滲透率已從2021年的2％躍升至2024年的14％，但主要用于短途牽引車運(yùn)輸、城建渣土運(yùn)輸、城市物流等日均運(yùn)距500公里以內(nèi)的短途場景，在保有量大、運(yùn)輸強(qiáng)度高、碳排放量大的中長途場景市場滲透率近乎為零。當(dāng)前純電動(dòng)與氫燃料電池雙線突圍，這兩種技術(shù)路線的車型在干線物流領(lǐng)域的滲透，正成為檢驗(yàn)汽車產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型成敗的試金石。

　　中長途場景正面臨其特性帶來的多重挑戰(zhàn)。相較于短途場景，中長途場景具有跨區(qū)域運(yùn)營、經(jīng)濟(jì)性敏感度高、運(yùn)輸距離長、運(yùn)輸線路不固定、能源需求量不穩(wěn)定等特點(diǎn)，對純電動(dòng)及燃料電池重卡提出了更高要求?？鐓^(qū)域運(yùn)營的特征要求車輛續(xù)駛里程、補(bǔ)能網(wǎng)聯(lián)、政策協(xié)同等形成系統(tǒng)支撐。對全生命周期成本的高度敏感，倒逼技術(shù)路徑需兼顧經(jīng)濟(jì)性與高效性。行駛路線、貨運(yùn)量及能源需求的不確定性對新技術(shù)應(yīng)用生態(tài)鏈的完善性及商業(yè)模式的可持續(xù)性提出了更高要求。中長途場景運(yùn)營的復(fù)雜性與短途場景的確定性形成鮮明反差，需同步破解車端續(xù)駛里程、補(bǔ)能、載重、成本的平衡及清潔能源基礎(chǔ)設(shè)施高效補(bǔ)給、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營的難題。

　　基建設(shè)施與車輛技術(shù)的雙重制約

　　補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施成為制約中長途場景純電動(dòng)與氫燃料重卡落地的關(guān)鍵因素。充電設(shè)施方面，大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施廣泛布局前景尚不明確，電力基建滯后直接導(dǎo)致車樁協(xié)同失衡。在中長途高速干線上，超300kW的大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量不足，但其規(guī)?；季謱χ虚L途干線配電網(wǎng)的大規(guī)模瞬時(shí)負(fù)荷能力提出了更高要求，需要全國服務(wù)區(qū)變壓器容量或?qū)⑻嵘聊壳暗?0倍以上。然而目前全國尚未形成重卡專用電網(wǎng)增容規(guī)劃，制約了純電重卡長途大規(guī)模應(yīng)用。加氫設(shè)施方面，加氫站及氫價(jià)都在制約燃料電池重卡在中長途場景的應(yīng)用。示范城市群低于35元／公斤的補(bǔ)貼氫價(jià)與非示范區(qū)50元／公斤的市場價(jià)形成40％價(jià)差，一方面氫價(jià)尚不具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，另一方面也削弱氫能重卡跨區(qū)域運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，加氫站建設(shè)更暴露結(jié)構(gòu)性缺陷——70MPa高壓站占比不足2％，難以滿足70MPa車載儲氫系統(tǒng)在商用車的應(yīng)用，現(xiàn)有加氫站分布不均、數(shù)量不足、距離過遠(yuǎn)等問題，進(jìn)一步制約氫能重卡干線運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

　　車輛技術(shù)仍無法滿足中長途場景需求。純電動(dòng)重卡電池能量密度不足成為核心瓶頸，無法滿足中長途場景下的續(xù)駛里程與高效補(bǔ)能需求。一方面，動(dòng)力電池能量密度提升速度不及預(yù)期，在不虧噸的前提下，單次續(xù)駛里程上較難突破400公里，僅約為柴油車?yán)m(xù)駛里程的三分之一，尤其在重卡等高載荷車輛上更為明顯。另一方面，補(bǔ)能效率低下，例如配備282kWh電池的充電式重卡大功率雙槍充滿電需耗時(shí)45分鐘～1小時(shí)，而配備500kWh電池的車型更需長達(dá)1.5～2小時(shí)，相比之下，柴油車補(bǔ)能僅需10分鐘左右。燃料電池重卡面臨系統(tǒng)功率低與成本高的雙重困境。在中長途重載的爬坡、高速工況下，整車正常行駛的功率需超過290kW，而目前燃料電池商用車搭載系統(tǒng)功率多集中于80～150kW，250～300kW大功率系統(tǒng)僅占4％，大功率長壽命高效率電堆應(yīng)用有限。購置成本方面，受到燃料電池系統(tǒng)和車載儲氫系統(tǒng)成本的影響，燃料電池重卡購置成本近百萬元，是同配置燃油車的2.5～3.5倍，僅在國家級和地方政府政策補(bǔ)貼支持下，才具備與傳統(tǒng)燃油車競爭的能力。而運(yùn)營成本方面，示范城市群氫氣補(bǔ)貼后的價(jià)格約為30～35元／公斤，以年均行駛10.5萬公里的短途牽引運(yùn)輸場景為例，燃料電池車的年均能源成本仍比柴油車高出約18％。

　　政策協(xié)同與技術(shù)攻堅(jiān)并舉

　　為推動(dòng)電動(dòng)與氫燃料重卡在中長途場景的規(guī)模化應(yīng)用，行業(yè)亟需加強(qiáng)政策頂層設(shè)計(jì)。建議國家層面制定長期公路貨運(yùn)廊道規(guī)劃，統(tǒng)籌推進(jìn)大功率充電樁、換電站及加氫站在干線公路沿線的布局，在電網(wǎng)擴(kuò)容、兆瓦級充電設(shè)施布局方面強(qiáng)化重卡集中充電需求的承載力規(guī)劃；適當(dāng)延續(xù)新能源商用車購置稅減免政策；同步拓展氫能應(yīng)用場景，在示范城市群加密加氫站覆蓋的同時(shí)，支持非示范區(qū)氫源豐富區(qū)域開展商業(yè)化探索，通過優(yōu)化制儲運(yùn)加全鏈條成本降低終端氫價(jià)，探索可持續(xù)的干線氫能基礎(chǔ)設(shè)施模式；針對中長途重卡充換電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)路徑、跨區(qū)域聯(lián)動(dòng)機(jī)制等關(guān)鍵議題，建議進(jìn)一步明確技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施路線圖，為零碳商用車干線運(yùn)輸提供系統(tǒng)性支撐。

　　中長途電動(dòng)重卡技術(shù)突破需聚焦核心領(lǐng)域創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化，降低車輛購置成本。固態(tài)電池是充電式重卡在長途場景應(yīng)用的技術(shù)前提，需加速固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程及應(yīng)用推廣，聚焦高能量密度、長循環(huán)壽命、低成本量產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，通過材料體系迭代、工藝優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，推動(dòng)該技術(shù)于2035年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化裝車。加強(qiáng)300kW燃料電池系統(tǒng)、高壓儲氫、液氫等技術(shù)在燃料電池重卡的研發(fā)與應(yīng)用，重點(diǎn)攻關(guān)液氫瓶閥等關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化替代，進(jìn)一步降低中長途燃料電池重卡的購置成本。

　　通過車輛能效提升與補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)完善雙線協(xié)同發(fā)力，降低車輛使用成本。車輛技術(shù)方面，通過優(yōu)化電驅(qū)系統(tǒng)、研發(fā)高功率電堆、提高低溫適應(yīng)性等技術(shù)提升系統(tǒng)效率，結(jié)合低風(fēng)阻車身設(shè)計(jì)、輕量化材料應(yīng)用等降阻技術(shù)，可顯著降低綜合能耗。補(bǔ)能設(shè)施方面，需加速推進(jìn)干線公路300kW及以上大功率充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋，配套實(shí)施1500～6000kVA電網(wǎng)擴(kuò)容改造工程，同步探索“光儲充換”一體化創(chuàng)新模式，通過儲能系統(tǒng)削峰填谷緩解兆瓦級超充對電網(wǎng)的沖擊。重點(diǎn)攻關(guān)模塊化集成、智能調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新電力交易、虛擬電廠等商業(yè)化路徑以突破當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化瓶頸。針對氫能基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)在示范城市群加密加氫站布局，支持氫源豐富區(qū)域開展非示范性氫能重卡運(yùn)營，通過規(guī)?；簹鋬\(yùn)、高壓輸配技術(shù)迭代及制氫端綠電耦合，系統(tǒng)性降低氫能全鏈條供給成本，提升清潔能源經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

　　當(dāng)前，新能源重卡在中長途運(yùn)輸領(lǐng)域仍面臨技術(shù)成熟度與基礎(chǔ)設(shè)施適配性雙重挑戰(zhàn)，在相當(dāng)長的時(shí)間，還將遵循多技術(shù)和多能源協(xié)同并進(jìn)的發(fā)展策略。隨著技術(shù)不斷升級，基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，可結(jié)合場景特點(diǎn)，分階段、有側(cè)重地選取經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)發(fā)展路徑。預(yù)計(jì)2035年前以柴油、天然氣等傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)重卡節(jié)能增效為主，燃燒效率優(yōu)化、低碳燃料及混合動(dòng)力等技術(shù)將是中長途場景的主要減碳路徑。2035年后新能源商用車快速發(fā)展，隨著電池能量密度、超充效率及綠氫制備等技術(shù)突破和全生命周期成本降低，純電動(dòng)重卡與燃料電池重卡將基于能源稟賦、場景需求及成本優(yōu)勢展開差異化競爭，而氫燃料內(nèi)燃機(jī)、混合動(dòng)力等技術(shù)則為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供重要補(bǔ)充，系統(tǒng)性支撐零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。（李開國）

　　轉(zhuǎn)自：中國汽車報(bào)網(wǎng)

　　【版權(quán)及免責(zé)聲明】凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章及企業(yè)宣傳資訊，僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀